電器盒的注塑模具設(shè)計(jì)-斜頂抽芯注射模含NX三維及11張CAD圖,電器,注塑,模具設(shè)計(jì),斜頂抽芯,注射,nx,三維,11,十一,cad
設(shè)計(jì)任務(wù)書
填表時間： 20XX年10月12日
學(xué)生姓名
專 業(yè)班 級
指導(dǎo)教師
課題來源
設(shè)計(jì)（論文）題目
電器盒注塑模具設(shè)計(jì)
主要研究內(nèi)容（包括主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo)）
1、開題報告一份；
2、查閱到15篇以上與課題相關(guān)的文獻(xiàn)；
3、需要完成不少于折合2張A0 圖紙的繪圖，其中包含一張總裝配圖A0號計(jì)算機(jī)圖紙1張，手工繪圖1張，其余為計(jì)算機(jī)繪圖；
4、10000字符以上的英文翻譯（翻譯與課題有關(guān)的外文資料）；
5、按要求格式獨(dú)立撰寫不少于12000字的設(shè)計(jì)說明書。
進(jìn)度計(jì)劃
（體現(xiàn)出選題、搜集資料、開題報告、初稿、二稿和定稿及答辯的時間）
1、查閱資料，課題研究，完成開題報告。 1周
2、初步設(shè)計(jì)，并繪制相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。 3周
3、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，并相應(yīng)修改圖紙,提交初稿。 4周
4、進(jìn)一步修改完善設(shè)計(jì)說明書,完成二稿。 3周
5、完成定稿及畢業(yè)答辯。 1周
主要參考文獻(xiàn)
[1]申開智.塑料模具設(shè)計(jì)與制造[Ｍ]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.
[2]洪慎章．實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．
[3]中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會．塑料模設(shè)計(jì)及制造［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．
[4]郭新玲．塑料模具設(shè)計(jì)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2006．
[5] 黃虹．塑料成型加工與模具[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[6]高為國．模具材料[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．
［7］屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，1995
［8］彭建聲. 簡明模具工實(shí)用技術(shù)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，1993
［9］唐志玉. 模具設(shè)計(jì)師指南. 國防工業(yè)出版社，1999
［10］《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，1994
［11］賈潤禮，程志遠(yuǎn). 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊. 中國輕工業(yè)出版社，2000
［12］廖念釗. 互換性與技術(shù)測量. 中國計(jì)量出版社，1991
教研室主任簽字： 年 月 日
設(shè)計(jì)開題報告
學(xué) 院
專 業(yè)
班 級
論文(設(shè)計(jì))題目
電器盒注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
職 稱
課題類型
課題來源
1.選題背景(含國內(nèi)外相關(guān)研究綜述及評價)與意義
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從1927年聚乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進(jìn)塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。新型塑料品種的增加以及塑料成型技術(shù)的發(fā)展，為塑件的應(yīng)用開拓了廣闊的領(lǐng)域。目前塑料制品已深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中。特別是辦公用品、照相器材、汽車、儀器儀表、機(jī)械、航空、交通、等行業(yè)中的零件塑料化的趨勢不斷增強(qiáng)，并且出現(xiàn)以塑料代替金屬的全塑產(chǎn)品。就全世界而言，按照體積和質(zhì)量計(jì)算，塑料的消耗量也超過了鋼材。我國自改革開發(fā)以來，塑料工業(yè)發(fā)展也很快，表現(xiàn)在不僅塑料產(chǎn)量增加而且品種更為增多，其產(chǎn)量已經(jīng)上升到世界第四位。由此可見，塑料工業(yè)已在我國國民經(jīng)濟(jì)中的各個部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。塑料模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀，通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝備或工具，它在型腔模的范圍。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素約占80%。可以說，模具技術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大型、精密、長壽命的模具，便成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對塑料質(zhì)量要求的提高，塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）新的成型方法不斷的涌現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)、研究的基礎(chǔ)上，熱流道澆注系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用更為廣泛；熱固性塑料注射成型技術(shù)更為完善；氣體輔助注射
成型及雙色共注成型技術(shù)獲得實(shí)際應(yīng)用。
（2）塑件更趨向精密化、微型化及超大化
（3）開發(fā)出新型模具材料。如采用粉末冶金及噴射成型工藝制作出硬質(zhì)合金，陶瓷材料及復(fù)合材料。
（4）模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)的應(yīng)用
（5）模具大量的采用標(biāo)準(zhǔn)化。模具的標(biāo)準(zhǔn)化對于提高模具的質(zhì)量、縮短制模周期、降低生產(chǎn)成本表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢，我國近幾年在模具發(fā)達(dá)的地區(qū)相繼開設(shè)了許多模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)，對我國模具行業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。
（6）模具CAD/CAM/CAE技術(shù)發(fā)展迅速。我國許多大型國有企業(yè)及沿海地區(qū)的模具民營企業(yè)，都紛紛采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析及利用CAD生產(chǎn)的幾何模型，自動給加工機(jī)床提供NC加工程序。
模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè).該篇論文是對一外殼塑件的模具設(shè)計(jì)。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用了兩側(cè)帶有斜頂機(jī)構(gòu)的兩板模，運(yùn)用機(jī)動完成塑件的頂出，采用側(cè)澆口完成進(jìn)料。在整個設(shè)計(jì)過程中，查閱了大量的參考資料，深入分析設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括運(yùn)用Proe軟件對產(chǎn)品進(jìn)行壁厚和拔模斜度的分析。塑件成型工藝性分析；擬定模具結(jié)構(gòu)形式。 注射機(jī)型號的確定；澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)；成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算；模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用；合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；斜頂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
通過該塑料模具的設(shè)計(jì)使自己對塑料模具的設(shè)計(jì)流程有了更深一層次的認(rèn)識，進(jìn)一步體會到如 Proe, Moldflow,emx,Autocad等軟件在模具各階段設(shè)計(jì)過程中所扮演的角色和帶來的便利，也深刻的體會到強(qiáng)大的CAD軟件在縮短模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期、降低成本方面起了不可或缺的作用。雖然CAD設(shè)計(jì)軟件擁有強(qiáng)大的分析處理功能，但也要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才能將其發(fā)揮到極至。
2.選題的主要任務(wù)及目標(biāo)
① 開題報告一份；
② 查閱到15篇以上與課題相關(guān)的文獻(xiàn)；
③ 需要完成不少于折合2張A0 圖紙的繪圖，其中包含一張總裝配圖A0號計(jì)算機(jī)圖紙1張，手工繪圖1張，其余為計(jì)算機(jī)繪圖；
④ 1000字符以上的英文翻譯（翻譯與課題有關(guān)的外文資料）
⑤ 按要求格式獨(dú)立撰寫不少于12000字的設(shè)計(jì)說明書。
選題研究的主要內(nèi)容及擬解決的主要問題
研究內(nèi)容：
①運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，分析塑件的成分及性能要求，取澆口的類型做好了準(zhǔn)備； ?
②估算塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)量；?
③分析塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選??；
④注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分型面選擇，確定型腔的數(shù)目及排列方式，澆注系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
解決的主要問題：
1)對塑件進(jìn)行工藝性分析。?
2)計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量。
3)塑件注塑工藝參數(shù)的確定。?
4)注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4.主要參考文獻(xiàn)(須包括書名、作者、出版年和出版社名稱等)
[1] 王廣文主編. 塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2004年.
[2] 王樹勛主編. 注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù)[M]. 廣東：華南理工大學(xué)出版社, 1996年.
[3] 彭建聲主編. 模具技術(shù)問答第二版[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2003年.
[4] 朱光力主編. 塑料模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 2002年.
[5] 張克惠主編. 注塑模具設(shè)計(jì)[M]. 陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社, 1995年.
[6] 馮炳堯主編，模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2001年.
[7] 陸寧主編. 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社, 1996年.
[8] 李秦蕊主編. 塑料模設(shè)計(jì)[M]. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社, 1995.
[9] 嚴(yán)烈主編. Pro/ENGINEER2001實(shí)用教程[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 2002.
[10] 周開勤主編. 機(jī)械零件手冊[M]. 北京：高等教育出版社，2000.
[11] Hans,Gantrow.Injection,Molds130Proven,Designs.Munich:Hanser Publisher,2002
[12] 許發(fā)越主編. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.
[13] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社, 2001.
[14] 高錦張主編. 塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.
[15] 孫鳳勤主編. 模具制造工藝與設(shè)備[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.
5.在規(guī)定時間段內(nèi),設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)度計(jì)劃
第1～3周：收集相關(guān)資料及文獻(xiàn)，熟悉電器盒的工作原理。
第3～5周：確定設(shè)計(jì)方向，完成開題報告。
第10～12周：工程圖的導(dǎo)出及修改完善。
第12～14周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。
第14～16周：答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字:
年 月 日
教研室意見
教研室主任簽字:
年 月 日
備注: 1.課題類型分為論文、設(shè)計(jì)。
2.課題來源分為自擬、指導(dǎo)教師命題、教育廳項(xiàng)目等等。
4
摘 要
根據(jù)塑料電器盒制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天80X2A型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：電器盒；一模兩腔;側(cè)澆口；注射機(jī);注塑模具
IV
ABStract
According to the requirements of plastic electrical box products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts such as processability and dimensional accuracy, and select the size of plastic parts. The mold adopts the first mock exam two cavity, the side gate feed, the injection machine adopts Haitian 80X2A model, the cooling system is set up, the CAD and UG draw 2D assembly drawings and parts drawing, and the reasonable processing method of the die is selected. Attach the instruction, systematically use the brief text, concise schematic diagram and calculation to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.
keywords: electrical box; one mold two cavity; side gate; injection machine; injection mold.
目 錄
摘 要 I
ABStract II
第1章 緒論 1
1.1 塑料簡介 1
1.2 注塑成型及注塑模 1
第2章 塑料材料分析 4
2．1 塑料材料的基本特性 4
2．2 塑件材料成型性能 4
2．3 塑件材料主要用途 5
第3章 塑件的工藝分析 6
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
3．2 塑件尺寸及精度 7
3．3 塑件表面粗糙度 8
3．4 塑件的體積和質(zhì)量 8
第4章 9
4．1、注射成型工藝過程分析[5] 9
4．2 澆口種類的確定 10
4．3 型腔數(shù)目的確定 10
4．4 注射機(jī)的選擇和校核 10
4.4.1 注射量的校核 11
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 12
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 12
第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
5．1 分型面的設(shè)計(jì) 14
5．2 型腔的布局 14
5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 15
5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 16
5．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 16
5．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 18
5．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 18
5．3．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 19
5．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 19
5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
5．4．2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 21
5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
5.5.1 凹模寬度尺寸的計(jì)算 22
5.5.2 凹模長度尺寸的計(jì)算 23
5.5.3 凹模高度尺寸的計(jì)算 23
5.5.4 凸模寬度尺寸的計(jì)算 23
5.5.5 凸模長度的計(jì)算 23
5.5.6凸模高度尺寸的計(jì)算 23
5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 24
5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 24
5．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 24
5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 25
5．7．1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 26
5．9 模架的選用 27
第6章 模具材料的選用 30
6．1 成型零件材料選用 30
6．2 注射模用鋼種 30
總結(jié) 31
致謝 34
參考文獻(xiàn) 35
第1章 緒論
模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
1.1 塑料簡介
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼鹊眯螤疃话l(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
1.2 注塑成型及注塑模
將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。
要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。
注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。
注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動模部分安裝在注射機(jī)的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動。注射成型時動模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。
注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。
注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。
塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。
傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。
目前國際市場上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱MPX）。
采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對整個注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[3]。
第2章 塑料材料分析
2．1 塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時會引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。
ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
2．2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用大澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。。
2．3 塑件材料主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造垃圾鏟、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。
第3章 塑件的工藝分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
電器盒如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
圖（1）3D視圖
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
（2）、塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為2.0左右。
（3）、塑件的圓角
為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。
（4）、孔
塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時，會使熔體流動困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時，應(yīng)盡量采用簡單孔型。由于型芯對熔體有分流作用，所以在孔成型時周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時孔時孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。
3．2 塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級確定精度等級。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度。
3．3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
3．4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量，在UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為21克。
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
4．1、注射成型工藝過程分析[5]
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。
（1）、成型前對原材料的預(yù)處理
根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)，對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。
（2）、料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤猓话闼芰隙伎墒褂谩?
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時。
4．2 澆口種類的確定
注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。
由于本設(shè)計(jì)中電器盒塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，電器盒組裝后，澆口被遮擋起來。
側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。
4．3 型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模兩腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
4．4 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模兩腔，需要至少注射量為21x2g，流道水口廢料5g，總注塑量達(dá)到47g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天80X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
海天HTF80X2A
型號
單位
80×1A
80×1B
80×1C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
34
36
40
理論注射容量
cm3
95
110
130
注射重量PS
g
119
134
165
注射壓力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
144
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~215
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
400×400
允許最大模具厚度
mm
460
允許最小模具厚度
mm
160
移模行程
mm
340
移模開距(最大)
mm
750
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動機(jī)功率
KW
13
油箱容積
l
210
機(jī)器尺寸(長×寬×高)
m
4.7×1.3×1.85
機(jī)器重量
t
3.4
最小模具尺寸(長×寬)
mm
150x150
4.4.1 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個塑件的質(zhì)量（g）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（g）
本設(shè)計(jì)中：n=2 21g =5g
M=21x2+5=47g（約等于）<95gx80%
注塑機(jī)額定注塑量為95g
注射量符合要求
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=2 = 5385.4533 =200
= 1972.3125x2+200= 10970.9066
注射成型時為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P= 10970.9066x30x1.1x0.001=362KN<800KN
鎖模力符合要求
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為291mm 160
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